内容正文:
第二章
函数与基本初等函数
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第五节
第二章 函数与基本初等函数
对数函数
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课
程
标
准
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必备知识/梳理
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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5
教|材|回|顾
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微|点|延|伸
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小|题|快|练
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关键能力/落实
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第二部分
——考向探究
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类型一
对数函数的图象
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类型二
对数函数的性质
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高考真题/重温
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第三部分
——明确方向
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(十六)
本部分内容讲解结束
1.理解对数函数的概念,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点;2.了解指数函数y=ax与对数函数y=logax互为反函数(a>0,且a≠1);3.会利用对数函数模型解决实际问题.
1.对数函数概念及其性质
(1)概念:函数______________________叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是__________.
y=logax(a>0,且a≠1)
(0,+∞)
(2)对数函数的图象与性质
底数
a>1
0<a<1
图象
增
减
定义域
____________
值域
_______
性质
过定点________,即当x=1时,y=0
在区间(0,+∞)上是______函数
在区间(0,+∞)上是______函数
(0,+∞)
R
(1,0)
2.反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数__________________________互为反函数,它们的图象关于直线________对称.
y=logax(a>0,且a≠1)
y=x
1.如图,给出4个对数函数的图象.
由图知b>a>1>d>c>0,即在第一象限,
不同的对数函数图象从左到右底数逐渐增大.
2.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(1,0),(a,1),.
1.(人A必一P140习题4.4 T1改编)在b=log3a-1(4-a2)中,实数a的取值范围是( )
A. B.∪ C. D.
要使式子b=log3a-1(4-a2)有意义,需解得<a<或<a<2.故选B.
2.(人B必二P28练习B T4改编)已知函数f(x)=lg(x2+1),x∈[-1,3],则f(x)的值域为( )
A.[0,+∞) B.[0,1)
C.[lg 2,1] D.[0,1]
因为x∈[-1,3],所以x2+1∈[1,10],所以f(x)=lg(x2+1)∈[0,1],故选D.
3.函数f(x)=loga|x|+1(0<a<1)的图象大致为( )
由函数f(x)的解析式可确定该函数为偶函数,图象关于y轴对称.设g(x)=loga|x|,先画出当x>0时g(x)的图象,然后根据g(x)的图象关于y轴对称画出x<0时g(x)的图象,最后由函数g(x)的图象向上整体平移1个单位长度即得f(x)的图象,结合图象知选A.
4.(多选题)已知函数f(x)=ln,下列说法正确的是( )
A.f(x)的定义域为(-1,1)
B.f(x)为奇函数
C.f(x)在定义域上是增函数
D.f(x)的值域为(0,+∞)
对于选项A,由>0,解得-1<x<1,即f(x)的定义域为(-1,1),所以A正确;对于选项B,f(-x)=ln=-ln=-f(x),即f(x)为奇函数,所以B正确;对于选项C,f(x)=ln=ln=ln,在(-1,1)上,y=-1+单调递减,根据复合函数的单调性可知,f(x)在定义域上是减函数,所以C不正确;对于选项D,因为f(x)的定义域为(-1,1),所以-1+∈(0,+∞),所以ln∈(-∞,+∞),所以D不正确.故选AB.
5.函数y=的定义域是________.
由log (2x-1)≥0,得0<2x-1≤1.所以<x≤1.所以函数y=的定义域是.
【例1】 (1)函数y=|lg(x+1)|的图象大致是( )
由于函数y=lg(x+1)的图象可由函数y=lg x的图象向左平移一个单位长度得到,函数y=lg x的图象与x轴的交点是(1,0),故函数y=lg(x+1)的图象与x轴的交点是(0,0),所以函数y=|lg(x+1)|的图象与x轴的交点是(0,0).故选A.
(2) (多选题)已知函数f(x)=loga(x-b)(a>0,且a≠1,a,b为常数)的图象如图,则下列结论正确的是( )
A.a>0
B.0<a<1
C.b<-1
D.-1<b<0
因为函数f(x)=loga(x-b)为减函数,所以0<a<1,B项正确.因为函数f(x)的图象与x轴的交点在正半轴,所以x=1+b>0,即b>-1,又因为函数f(x)的图象与y轴有交点,所以b<0,所以-1<b<0,D项正确.故选BD.
1.在研究对数函数的图象时一定要注意其定义域,善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等).
2.一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
【训练】 (2024·广东深圳二模)已知a>0,且a≠1,则函数y=loga的图象一定经过( )
A.第一、二象限 B.第一、三象限
C.第二、四象限 D.第三、四象限
当x=0时,y=loga=-1.当0<a<1时,函数图象经过第二、三、四象限;当a>1时,函数图象经过第一、三、四象限.所以函数y=loga的图象一定经过第三、四象限.故选D.
考向❶:比较大小
【例2】 (1)(2025·河北模拟)下列不等式成立的是( )
A.0.60.6>0.60.5
B.log60.6>log50.5
C.0.60.5>log0.60.5
D.log60.5>log60.7
A.y=0.6x单调递减,所以0.60.6<0.60.5,故A错误;B.y=log6x单调递增,所以log60.6>log60.5,又log60.5>log50.5,所以log60.6>log50.5,故B正确;C.0.60.5∈(0,1),log0.60.5>log0.60.6=1,所以0.60.5<log0.60.5,故C错误:D.y=log6x单调递增,所以log60.5<log60.7,故D错误.故选B.
(2)设a,b,c均为正数,且2a=loga,b=logb,c=log2c,则( )
A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<a<c
因为a,b,c均为正数,将a,b,c分别
看成是函数图象的交点的横坐标.在同一平面
直角坐标系内分别画出y=2x,y=x,y=log2x,
y=logx的图象如图.由图可知a<b<c.故选A.
比较对数式大小的三种方法
1.单调性法:在同底的情况下直接得到大小关系,若不同底,则先化为同底.
2.中间量过渡法:寻找中间数联系要比较的两个数,一般是用“0”“1”或其他特殊值进行“比较传递”.
3.图象法:根据图象观察得出大小关系.
考向❷:解不等式
【例3】 已知定义域为R的偶函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,且f(1)=2,则不等式f(log2x)>2的解集为( )
A.(2,+∞) B.∪(2,+∞)
C.∪(,+∞) D.(,+∞)
因为偶函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.又f(1)=2,所以不等式f(log2x)>2=f(1),即|log2x|>1,解得0<x<或x>2.故选B.
解不等式时需注意以下两个方面
1.注意方程或不等式要有意义,即真数大于0.
2.根据底数与1的大小关系得出对数函数的单调性,进而解不等式.
考向❸:对数复合型函数的性质
【例4】 设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)( )
A.是偶函数,且在上单调递增
B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增
D.是奇函数,且在上单调递减
由f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,得f(x)的定义域为{x,关于坐标原点对称,又f(-x)=ln|1-2x|-ln|-2x-1|=ln|2x-1|-ln|2x+1|=-f(x),所以f(x)为定义域上的奇函数,故排除A,C;当x∈时,f(x)=ln(2x+1)-ln(1-2x),因为y=ln(2x+1)在上单调递增,y=ln(1-2x)在上单调递减,所以f(x)在上单调递增,故排除B;当x∈
时,f(x)=ln(-2x-1)-ln(1-2x)=ln=ln,因为u=1+在上单调递减,f(u)=ln u在(0,+∞)上单调递增,根据复合函数单调性可知f(x)在上单调递减,故D正确.
求与对数函数有关的函数值域和复合函数的单调性问题,必须弄清三个问题:一是定义域;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成.
【题组对点练】
题号
1
2
3
4
考向
❶
❷
❸
❸
1.(2023·九江三模)已知a=20.2,b=log0.20.5,c=log20.2,则( )
A.b>a>c B.b>c>a C.a>b>c D.a>c>b
因为a=20.2>20=1,0=log0.21<b=log0.20.5<log0.20.2=1,c=log20.2<log21=0,所以a>b>c.故选C.
2.已知对数函数y=logax(a>0,且a≠1),且loga<loga,则关于x的不等式loga(2x-3)>0的解集为___________.
(2,+∞)
因为loga<loga,当0<a<1时,则有>,无解;当a>1时,则有<,解得a>1.综上a>1,则对数函数y=logax(a>0,且a≠1)在(0,+∞)上单调递增,又关于x的不等式loga(2x-3)>0,所以2x-3>1,解得x>2.所以关于x的不等式loga(2x-3)>0的解集为(2,+∞).
3.已知函数f(x)=loga(2-a2x)在区间[3,7]上单调递增,则a的取值范围为_____________.
令u(x)=2-a2x(a>0),则u(x)=2-a2x(a>0)在[3,7]上单调递减,所以由复合函数的单调性可知y=logau在[3,7]上单调递减,则解得0<a<,即a的取值范围为.
4.(多选题)(2025·邯郸一模)已知函数f(x)=log2(x+6)+log2(4-x),则( )
A.f(x)的定义域是(-6,4)
B.f(x)有最大值
C.不等式f(x)<4的解集是(-∞,-4)∪(2,+∞)
D.f(x)在[0,4]上单调递增
由题意可得解得-6<x<4,即f(x)的定义域是(-6,4),则A正确;f(x)=log2(-x2-2x+24),因为y=-x2-2x+24在(-6,-1)上单调递增,在(-1,4)上单调递减,y=log2x在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-6,-1)上单调递增,在(-1,4)上单调递减,所以f(x)max=f(-1)=2log25,则B正确;因为f(x)在(-6,-1)上单调递增,在(-1,4)上单调递减,且f(-4)=f(2)=4,所以不等式f(x)<4的解集是(-6,-4)∪(2,4),则C错误;因为f(x)在(-1,4)上单调递减,所以D错误.故选AB.
1.(2024·北京高考)生物丰富度指数d=是河流水质的一个评价指标,其中S,N分别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数S没有变化,生物个体总数由N1变为N2,生物丰富度指数由2.1提高到3.15,则( )
A.3N2=2N1 B.2N2=3N1
C.N=N D.N=N
由题意,得=2.1,=3.15,若S不变,则2.1ln N1=3.15ln N2,即2ln N1=3ln N2所以N=N,故选D.
2.(2022·天津高考)设a=20.7,b=0.7,c=log2,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<a<b C.b<c<a D.c<b<a
a=20.7>20=1,b=0.7<0=1且b>0,c=log2<log21=0,故a>b>c,故选D.
3.(2021·新高考Ⅱ卷)若a=log52,b=log83,c=,则( )
A.c<b<a B.b<c<a C.a<c<b D.a<b<c
因为a=log52<log55==c,b=log83>log88==c,所以a<c<b.故选C.
4.(2020·全国Ⅰ卷)若2a+log2a=4b+2log4b,则( )
A.a>2b B.a<2b C.a>b2 D.a<b2
2a+log2a=22b+log2b<22b+log2(2b),令f(x)=2x+log2x,则f(a)<f(2b),又易知f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以a<2b,故选B.
5.(2020·全国Ⅱ卷)若2x-2y<3-x-3-y,则( )
A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
因为2x-2y<3-x-3-y,所以2x-3-x<2y-3-y.设f(x)=2x-3-x,则f′(x)=2xln 2-3-x×ln 3×(-1)=2xln 2+3-xln 3,易知f′(x)>0,所以f(x)在R上为增函数.由2x-3-x<2y-3-y得x<y,所以y-x+1>1,所以ln(y-x+1)>0,故选A.
$$